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1500四连杆热锯机设计【6张CAD图纸和毕业论文】【答辩优秀】

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四连杆热锯机.exb

曲柄部分.exb

止动装置.exb

锯片轴1.exb

锯片轴2.exb

锯片轴部分.exb

A0-四连杆热锯机.dwg

A0-止动装置.dwg

A0-锯片轴1.dwg

A0-锯片轴2.dwg

A1-曲柄部分.dwg

A1-锯片轴部分.dwg

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关键词：: 全套设计连杆锯机 cad 图纸以及毕业论文答辩优秀优良

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摘要

热锯机是轧钢机械中一个不可缺少的部分。从分析不同锯切机的优缺点入手，参考借鉴了国内外的先进经验，并结合中国国情和实际的工作情况，我设计了1500四连杆热锯机。

本说明书对热锯机的作用、分类、结构、原理以及在大型冶金企业中的应用作了较为详细的阐述，对热锯机的工艺特性、结构特点作了比较全面的阐述，对热锯机的动作也有比较合理的设计安排，对热锯机的尺寸及强度作了比较精确的计算和校核，确保了热锯机的合理性及准确性。

最后翻译了轧钢专业机关的外文资料，完成了本次设计。

关键词　热锯机，移动式，四连杆

Abstract

The hot sawing machine takes an important part in the rolling trade.Beginning of the advantages on the four-pole-hot-sheer sawing machine,using the experience of mainland and abroad for reference, thinking ofour Chinese real status and real work conditions, a 1200 shift-modefour-pole-hot-sheer sawing machine is designed.

In this design course, there are more thorough expound to the hotsawing machine function, classify, structure, principle, employing in theheavy rolling mill. And there have had more comprehensive expound tothe hot sawing machine's technology property and structure characteristic,and more rational design and arrangement to the hot sawing machine'smotion. And also, more accurate calculate and chek to the hot sawing machinedimension and strength have been made. All these ensure the design reasonable andaccuracy.

In the end, I translated the foreign language material related to the task and finished thedesign.

Keywords　 the hot sawing machine, shift-mode, four bar

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 锯切机的分类1

1.2 热锯机的分类及用途1

1.3 四连杆式热锯机的结构特征4

1.4 四连杆机构的国内外研究现状4

1.5 选题的目的及意义7

第2章 φ1500四连杆式热锯机的技术参数8

第3章 φ1500四连杆式热锯机结构组成及各部分工作原理10

3.1四连杆热锯机的结构组成10

3.2 热锯机各部分的特点、位置及作用10

3.2.1锯座部分10

3.2.2 锯架部分10

3.2.3 摇杆部分11

3.2.4 锯片轴部分11

3.2.5 进锯部分11

3.2.6 安全联轴器部分11

3.2.7 轨道部分12

3.2.8 锯片轴承稀油润滑系统12

3.2.9干油润滑部分12

3.3 热锯机的安装、调整和试运行12

3.4 热锯机的操作规程13

3.5四连杆热锯机的结构组成14

第4章热锯机结构、力能参数选择与确定15

4.1 锯切机结构参数15

4.1.1 锯片直径D的选择15

4.1.2 锯片距中心轨道高H15

4.1.3 锯片厚度δ的选择16

4.1.4 距片最大行程L16

4.2 锯齿形状和锯片材料16

4.2.1 锯齿齿形16

4.2.2 锯齿热处理18

4.2.3 锯齿冷却18

4.3 锯切机的力能参数18

4.3.1 锯片的圆周速度18

4.3.2 锯片的进锯速度19

4.3.3 锯切力的计算19

第5章热锯机的结构设计和运动分析23

5.1 结构分析23

5.2 送进机构运动分析23

5.2.1 初步判定曲柄摇杆机构23

5.2.2 该连杆机构运动的解析法24

第6章电机的选择28

6.1 选择电机应综合考虑的问题28

6.2 进锯电机的选择28

6.3 锯片电机的选择29

6.4 进锯电机容量的计算29

6.4.1 总传动比的确定30

6.4.2 转动惯量的计算30

6.4.3 高速时电机功率的计算32

6.4.4 低速时电机功率的计算32

6.4.4.1 M等效的计算32

6.4.4.2 Md的计算32

6.4.4.3 M的计算32

6.4.4.4 转换的电机功率33

第7章锯片轴部分的设计34

7.1 锯片轴的结构设计34

7.2 受力分析35

7.2.1 XZ平面受力35

7.2.2 YZ平面受力36

7.2.3 弯矩36

7.2.4 合成弯矩计算37

7.2.5 扭矩的计算37

7.3 轴的强度校核38

7.3.1 轴的疲劳强度校核38

7.3.2 锯片轴的静强度计算校核39

7.3.3 锯片轴的弯曲刚度校核40

第8章轴承、键、联轴器的选择与校核41

8.1 轴承类型的选择41

8.2 轴承的校核41

8.2.1 轴承寿命的计算41

8.2.2 轴承静负荷的计算43

8.3 键的选择及强度校核43

8.4 联轴器的选择44

结论47

参考文献48

致谢50

附录1 开题报告51

附录2 文献综述62

附录3 外文翻译73

内容简介.gif

A0-四连杆热锯机.gif

A0-锯片轴1.gif

A0-锯片轴2.gif

A0-止动装置.gif

A1-锯片轴部分.gif

A1-曲柄部分.gif

说明书示意.gif

内容简介：: 附录 1 燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称： 1500 热锯机主结构设计学院（系）：机械工程学院年级专业： 06 级轧钢一班学生姓名：刘超指导教师：李学通完成日期： 2010 年 3 月 7 日 nts 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：锯切机主要用于钢铁生产部门，主要用来锯切各种复杂断面形状。根据工作方式和结构形式，锯切机械可以分为两类： 1）锯机。用于（停放着的）单根或整根束轧件的切头、切尾或定尺寸长度。锯切常温轧件的锯机称为冷锯机，锯切高温轧件的锯机称为热锯机。 2）飞锯机。用于将运行中的轧件切头、切尾或切成定尺寸长度。飞锯机也可分为冷飞锯机和热飞锯机。早期的热锯机是固定式的，既无横移机构也无送进机构。例如我国某中型轧钢厂的固定式热锯机，其锯片直径为 1500 毫米，产量达 40 万吨年以上，而设备总重最只有 5 吨。所以，固定式热锯机逐渐被移动式执锯机所取代。有关热锯机的研究，已经有了较长久的发展。从基本锯切理论入手，针对不同的锯切对象和使用环境，利用现代设计理论和技术成果，通过对锯片设计、制造和热处理等方面的全面研究，在锯片设计和质量控制等方面取得多项突破，并且锯片的高强度、高刚度、长寿化、不同型钢锯切断面的无（小）毛刺、小变形等等方面形成系列专有技术。锯机的主要机构有三部分：(1)锯片传动机构 (锯切机构 )：常用的方法对两种，电动机直接传动或用确皮带间接传动 (2)锯片送进机构：一般采用被切轧件不动，锯片向轧件进给。 (3)调整定尺的锯机横移机构：一船采用电动机或液压缸短行程 )驱动，使锯机在轨道上沿轧件轴向移动，改变锯机与轧机之间的距离。 1.根据锯片的送进方式，热锯机主要有以下几种类型： (1)摆式热锯机 (图 1)。这种锯占地面积小，但因为是摆动进锯，故锯行程有限，但刚度差、振动大，现在已不再制造。 (2)气功送料固定锯。这种早期的固定锯目前仍有使用，它只有锯切机构，锯片不能送进，借助气功拨爪将轧件拨向锯片实现锯切。 (3)杠杆式热锯机 (图 2)。具有间接传动的锯切机构和杠杆摆动的送进机构 (可手动，也可电动或液动 )。用于锯切小型钢材和取样。 (4)滑座式热锯机 (图 3)。它具有完善的三部分传动系统，即直接传动的锯切机构、齿轮 6、齿条 5 传动的装有锯片 7 的上滑台 4，可沿装于下滑座 3 上的滑动导轨或滚轮向轨道方向移动送进机构和横移机构 (图中未示nts 出 )。该锯与摆式锯、杠杆式锯比较，滑座式锯锯片横向振动小、高效率、行程大而工艺性能好，并且结构比较完善，得到广泛使用。 (5) 四连杆式热锯机（图 4）是一种比较新式的锯切机，主要由四杆机构、锯片回转机构、驱动机构等组成。它的锯片送进方式是采用四这杆式送进机构进行的，由于送进机构的特点，保证据片基本水平送进，因而有行程大、摩擦小、平稳可靠的优点。 nts nts 2四连杆式热锯机的结构特征：四连杆式热锯机得名于其锯片送进方式是采用了四连杆机构 (见图 4)。锯片是由电动机 8 直接传动的，它们固定在锯架 5 的端部。电动机外面装有水帘降温。锯片轴的轴承采用稀油循环润滑，正轴承座通水冷却。送进机构的电动机 12 装在锯座 10 上，经减速机 2、安全联地器 1 带动曲柄 4 摆动，从面带动锯架 5 前后移动，实现送进运动。合理地选择曲柄和摇杆尺寸，可以保证锯片基水上是水平移功。锯机沿轨道的横移是由横移电动机 13经二级蜗轮蜗杆横移减速机 3 带动行走轮 9 在轨道上滚动实现的。它具有行程大、摩擦小、工作平稳可靠等优点，而且它的设备重量也比滑座式热锯机轻，是一个值得推荐的锯切机类型。 3 四连杆机构的国内外研究现状。（ 1）国内现状：在热锯机四连杆机构的设计和分析中，基本上可以归纳为两种方法 :图解计算法和解析计算法。图解计算法具有简单、明了的特点，当求解的位置较少时，往往可以满足要求，当欲求解的位置比较多时，对机构的每一个位置都要进行图解计算，势必需要很大的工作量，降低了设计工作的效率。六十年代末期以来，随着计算机的运用和普及，使用计算机进行四连杆机构的辅助设计得到了很大的发展。和图解计算法相比，解析法具有求解精确、可靠的特点。近几年图解法也有了一定的发展， 1997 年映峰、屠焕林提出了一种新型简单的平面四连杆机构的运动综合图解方法，并用实例说明如何用这种方法对水平变幅起重机臂架四连杆机构和自动开门机构进行合理化设计。随着计算机技术的迅猛发展，图解法也和计算机相结合发展， 1999 年，广东工业大学的李丽娟等编制了热锯机逆向设计的动画程序，通过 AutoCAD环境下的逆向设计方法，实现了热锯机构的动画辅助设计，该方法比类比法的精度高，能避免图解法和实验修正法带来的人为误差，不需要制做模型，费用低，是较理想的四杆机构设计方法。对四连杆机构的解析法的研究是近年来较为活跃的课题。 1997 年，韩晓娟等建立了热锯机锯轴中心的运动方程，将实际设备的机构尺寸输入计算机进行分析，为改进热锯机连杆机构nts 的设计，提高切削效率提供了理论依据。 2001 年韩雨、刘源等通过实例，介绍了四连杆式热锯机四杆机构的解析计算法以及机构运行特点，利用解析法建立了机构的运动方程，从而确定机构上预定点轨迹与理想直线轨迹的实际偏差。同年王殿忠、白金兰等提出了四连杆式热锯机平衡重的计算方法。解析法的不断完善为优化设计奠定了坚实的基础。优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，也是一项新的技术，它在工程设计的各个领域得到了广泛的应用。实际应用表明，优化设计不仅为工程设计提供了一种新的科学设计方法，使得在解决复杂设计问题时，能从众多的设计方案中找到尽可能完善的或最合适的设计方案，而且采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量，具有较明显的经济效益和社会效益。随着电子计算机功能的不断扩大，计算机不仅可以用来进行高速运算、逻辑判断，而且可进行人机对话、光笔修改、自动绘图。结合优化方法的不断完善，就一定能实现工程设计的自动化和最优化。热锯机四连杆机构的设计也以解析法为基础，利用计算机强大的功能，向优化设计的方向发展。 1995 年，高满旭以热锯机锯轴中心运动轨迹逼近直线程度最佳为目标，运用解析法对热锯机四连杆机构进行运动学分析，建立了单目标函数的数学模型，采用惩罚函数优化方法，编制程序对实际的进锯机构进行了优化，取得了较理想的效果。 1998年，罗中华利用在高满旭的运动学分析基础上，根据锯切机的工作特点，要求在工作行程阶段锯轴中心运动轨迹在垂直方向波动量尽量小、运动速度尽量均匀，利用加权组合法，建立多目标函数的数学模型，经过实际优化尺寸，效果更为理想。 2005 年，李俊峰对热锯机对进锯机构进行了优化，用 Visual Basic 语言开发出了热锯机进锯机构通用优化分析软件，应用该软件对大型厂热锯机进锯机构行了优化，得到了优化后的理想尺寸，为今后热锯机的改进提供了依据。（ 2）国外研究现状：连杆机构在蒸汽机技术中的应用，推动了对连杆机构特性做全面和科学的分析。布尔梅斯特没有仅局限于分析，而是研究了机构综合的基础理论，布尔梅斯特理论概括了阿尔特的理论，利希腾黑尔特、海因、基佩尔和切尔库奇诺夫等均以此为基础建立并创造了特别适合于实际设计工作的简单的nts 设计方法。 P.洛泽和 W.洛泽发展了布尔梅斯特理论，他们引入了位置族，得到了由此产生的极曲线，在此基础上建立了一种新的近似综合连杆机构的图解法。由西克尔和阿尔托包列夫开创的用解析法研究布尔梅斯特理论的工作，为后来计算机的应用创造了前提条件，并且可以得到较高的精度。当然，只有借助于图解数据处理，特别是运用迭代程序和图形显示技术，才能较快地得到有关解域的概况。拜尔和盖罗尼姆斯总结了连杆机构综合的几何理论。建立在契比雪夫多边形基础上并已为勃洛赫、列维斯基和许多其他苏联学者所采用的综合方法虽然对某些特殊的设计要求可得到最优解，但这不是通用的方法。美国奥本大学的 Simionescu P.A 和 Beale D.对汽车上的四连杆信号发生器进行了机构综合分析，借助计算机得到要检查的设计尺寸的三维图表，所提供的数值结果为新车导向铰链的设计提供了依据。现在 ,优化方法在机构综合中得到广泛的应用，用计算机进行机构的优化设计是比较通用的方法，也是将来的发展方向。西班牙的 Sin,Francisco 和 Antonio 为了减小设计尺寸，同时达到全局最优的目标，将两种优化方法组合在一起，经过实际检验取得了很好的效果。法国的 Vasiliu,Adrian 和 Yannou 采用神经网络的办法，将机构随机尺寸运动分析产生的大量数据作为训练样本输入计算机，以获得近似的综合结果，克服了优化方法速度慢和依赖初始搜索点的不足。但优化方法也有它的缺点，即对问题不便做定性分析。因此，传统的综合方法仍然继续得到研究发展。四连杆式热锯机，它的设备重量比滑座式热锯机轻。它主要由锯切机构、进锯机构和横移机构三部分组成。它的进锯机构是四连杆机构，通过合理的选择每个杆的尺寸，可以保证锯片基本上是水平移动。曲柄的下端有与它做成一体的扇型平衡重，以平衡可动系统的重量，降低送进电动机的能耗。四连杆式热锯机具有行程大、摩擦小、平稳可靠等优点，使用效果较好，多用于大型或轨梁轧钢车间。从四连杆热锯机的结构上看，最重要的两大机构就是锯切机构和进锯机构，因为这两大机构最复杂，使用最频繁，对锯切棒材的质量影响也最大。在锯切机构中，圆锯片直接与轧件接触，它是最容易磨损的零件，更换也最为频繁，它的好坏直接影响锯切的质量，对锯片的深nts 入研究就显得至关重要。在四连杆进锯机构中，在规定的锯切行程内，保证锯切精度的关键问题是保证锯轴中心的轨迹为一近似直线，同时要求锯轴中心水平方向的速度尽量均匀，垂直方向的速度波动量尽量小，这就要求四连杆机构的尺寸要尽量合理。因此，如何选择最佳的四连杆机构尺寸来达到更好的锯切精度就成为一个必须研究的课题。本课题研究的主要目的在于，通过对四连杆式热锯机的结构、工艺等进行设计，并结合国内外各种研究成果、专业资料，以期达到加深专业知识的理解、熟悉整体机械设计工序，锻炼自身，从而为走上工作岗位打下基础。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：本设计主要通过深入了解热锯机的工作原理，掌握四连杆式热锯机的机构和功能，从而解决四连杆式热锯机的规格、各项参数的分析与确定等问题，并依此进行运动分析和机构设计，计算锯切功率。使用 CAD 完成总装图的绘制，并绘制出相关零件图，完成 1500 四连杆式热锯机设计。三、研究步骤、方法及措施：研究步骤主要分为以下几个部分：查阅相关资料，了解四连杆式热锯机技术性能；根据选择原则确定热锯机结构参数和力学参数，进行结构设计和运动分析；对机身各部分零件，如锯片、轴承进行具体设计；强度校核。研究方法：参考相关资料，完成 1500 热锯机各项参数的计算与确定，利用所得数据进行结构、运动分析，确定结构组成件尺寸。再根据相关经验公式等校核机构强度是否满足设计要求。最终利用所得尺寸通过 CAD 绘制总装图和零件图。四、研究工作进度： nts 第 1 周根据设计内容搜集资料，完成开题报告和文献综述。第 2 周消化图纸资料，了解四连杆式热锯机的机构特点及其工作原理。第 3 周进行力能参数、工艺参数、结构参数计算。第 4 周完成各项参数的计算，准备第一节点考核 ppt 内容。第 5 周确定具体设计方案，开始绘制机构草图。第 6 周草图绘制完成，审核通过后使用 CAD 进行电子图绘制。第 7 周完成整体结构设计同时开始编写设计说明书。第 8 周进行系统设计和部件设计，绘制零件图。第 9 周进行系统设计和部件设计。绘制零件图第 10 周完成设计的 2/3,准备第二次节点考核 ppt 内容。第 11 周完成各零件图的绘制。第 12 周检查图纸中的错误并更正，校核各项参数。第 13 周编写和完成设计说明书和翻译外文资料。第 14 周编写设计说明书和翻译外文资料。第 15 周完成设计说明书和外文资料翻译。第 16 周毕业设计工作审查，完成全部设计内容，准备答辩。第 17 周毕业答辩。五、主要参考文献： 1.邹家祥轧钢机械（第 3 版）北京：冶金工业出版社， 2007， 333345 2.韩雨，刘源四连杆式热锯机四杆机构的轨迹解析计算北满特殊钢股份有限公司机械工程师 2001,58（ 02）： 5859 3李俊峰热锯机锯片的分析研究及进锯机构的优化 (四连杆热锯机 )吉林：东北大学 2004 4韩晓娟，龚景安 1500 热锯机连杆机构的轨迹精度分析河北：燕山大学机械设计 1997， No.3： 3536 5周建男轧钢机械知识问答北京：冶金工业出版社， 2007， 271284 6周永焕热锯机连杆机构的优化设计机械科学与技术 1998,27（ 3）： 1920,33 7文庆明，程志彦轧钢机械设备北京：人民邮电出版社， 2006， 203207 8韩晓娟机械设计课程设计北京：机械工业出版社， 2000， 107235 9单继俊，亓霞热锯机主轴轴承润滑方式改进通用机械 2003，第 3 期： 5859 nts 10李晓娜，谢满堂浅谈影响热锯机锯片使用寿命的因素一重技术 2007，06（ 02）： 1112 11许立忠，龚景安机械设计北京：机械工业出版社， 2003， 115122,178179 12安子军机械原理教程北京：机械工业出版社， 2003,6390 13 inwood I.Carter， Jr.， Bowman， S.c Circular saw blade with circumferentally extending laser-cut slots Assignee ： Pacfic Saw and Knife Company ，Portland,Oreg United States Patent19 1988， Patent Number： 4,776,251 14 William J.H.Chang， Youngstown， Ohio Flying Hot Saw Assignnee： The Aetan-Standard Engineering Company， Pittsburgh， Pa ,a corperation of Ohio United States Patent Office 1958， Patent Number： 2,836,880 15 Pavlov, V V； Tyryshkin,Yu P ;Tarasova, G N ;Teploukhov, G M ;Kozyrev, N A Production of saw disks for hot cutting Steel in Translation 2008， 38（ 1）： 6365 16 A. Ersoy， U. Atc Performance characteristics of circular diamond saws in cutting different types of rocks Assignee： Department of Mining Engineering, Cukurova University, Balcali, Adana 01330, Turkey 2003 17 D. D. Wang. Intelligence based modeling and optimization of tandem cold rolling process .PhD Dissertation. University of Wollongong. Australia. 2002 nts 六、导师意见：（宋体，小四号）指导教师（签字）年月日七、审核意见：审查结果： 1、通过； 2、完善后通过； 3、未通过负责人（签字）：年月日 nts摘要 I 摘要热锯机是轧钢机械中一个不可缺少的部分。从分析不同锯切机的优缺点入手，参考借鉴了国内外的先进经验，并结合中国国情和实际的工作情况，我设计了 1500四连杆热锯机。本说明书对热锯机的作用、分类、结构、原理以及在大型冶金企业中的应用作了较为详细的阐述，对热锯机的工艺特性、结构特点作了比较全面的阐述，对热锯机的动作也有比较合理的设计安排，对热锯机的尺寸及强度作了比较精确的计算和校核，确保了热锯机的合理性及准确性。最后翻译了轧钢专业机关的外文资料，完成了本次设计。关键词热锯机，移动式，四连杆 nts燕山大学本科生毕业设计（论文） II Abstract The hot sawing machine takes an important part in the rolling trade.Beginning of the advantages on the four-pole-hot-sheer sawing machine,using the experience of mainland and abroad for reference, thinking ofour Chinese real status and real work conditions, a 1200 shift-modefour-pole-hot-sheer sawing machine is designed. In this design course, there are more thorough expound to the hotsawing machine function, classify, structure, principle, employing in theheavy rolling mill. And there have had more comprehensive expound tothe hot sawing machines technology property and structure characteristic,and more rational design and arrangement to the hot sawing machinesmotion. And also, more accurate calculate and chek to the hot sawing machinedimension and strength have been made. All these ensure the design reasonable andaccuracy. In the end, I translated the foreign language material related to the task and finished thedesign. Keywords the hot sawing machine, shift-mode, four barnts 目录摘要 . I Abstract . II 第 1 章绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 锯切机的分类 .错误 !未定义书签。 1.2 热锯机的分类及用途 .错误 !未定义书签。 1.3 四连杆式热锯机的结构特征 .错误 !未定义书签。 1.4 四连杆机构的国内外研究现状 .错误 !未定义书签。 1.5 选题的目的及意义 .错误 !未定义书签。第 2 章 1500 四连杆式热锯机的技术参数错误 !未定义书签。第 3 章 1500 四连杆式热锯机结构组成及各部分工作原理错误 !未定义书签。 3.1 四连杆热锯机的结构组成 .错误 !未定义书签。 3.2 热锯机各部分的特点、位置及作用 .错误 !未定义书签。 3.2.1锯座部分 .错误 !未定义书签。 3.2.2 锯架部分 .错误 !未定义书签。 3.2.3 摇杆部分 .错误 !未定义书签。 3.2.4 锯片轴部分 .错误 !未定义书签。 3.2.5 进锯部分 .错误 !未定义书签。 3.2.6 安全联轴器部分 .错误 !未定义书签。 3.2.7 轨道部分 .错误 !未定义书签。 3.2.8 锯片轴承稀油润滑系统 .错误 !未定义书签。 3.2.9干油润滑部分 .错误 !未定义书签。 3.3 热锯机的安装、调整和试运行 .错误 !未定义书签。 3.4 热锯机的操作规程 .错误 !未定义书签。 3.5四连杆热锯机的结构组成 .错误 !未定义书签。第 4 章热锯机结构、力能参数选择与确定错误 !未定义书签。 4.1 锯切机结构参数 .错误 !未定义书签。 4.1.1 锯片直径 D的选择 .错误 !未定义书签。 4.1.2 锯片距中心轨道高 H.错误 !未定义书签。 4.1.3 锯片厚度的选择 .错误 !未定义书签。 4.1.4 距片最大行程 L.错误 !未定义书签。 nts目录 III 4.2 锯齿形状和锯片材料 . 错误 !未定义书签。 4.2.1 锯齿齿形 . 错误 !未定义书签。 4.2.2 锯齿热处理 . 错误 !未定义书签。 4.2.3 锯齿冷却 . 错误 !未定义书签。 4.3 锯切机的力能参数 . 错误 !未定义书签。 4.3.1 锯片的圆周速度 . 错误 !未定义书签。 4.3.2 锯片的进锯速度 . 错误 !未定义书签。 4.3.3 锯切力的计算 . 错误 !未定义书签。第 5 章热锯机的结构设计和运动分析 . 错误 !未定义书签。 5.1 结构分析 . 错误 !未定义书签。 5.2 送进机构运动分析 . 错误 !未定义书签。 5.2.1 初步判定曲柄摇杆机构 . 错误 !未定义书签。 5.2.2 该连杆机构运动的解析法 . 错误 !未定义书签。第 6 章电机的选择 . 错误 !未定义书签。 6.1 选择电机应综合考虑的问题 . 错误 !未定义书签。 6.2 进锯电机的选择 . 错误 !未定义书签。 6.3 锯片电机的选择 . 错误 !未定义书签。 6.4 进锯电机容量的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.1 总传动比的确定 . 错误 !未定义书签。 6.4.2 转动惯量的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.3 高速时电机功率的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.4 低速时电机功率的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.4.1 M 等效的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.4.2 Md 的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.4.3 M的计算 . 错误 !未定义书签。 6.4.4.4 转换的电机功率 . 错误 !未定义书签。第 7 章锯片轴部分的设计 . 错误 !未定义书签。 7.1 锯片轴的结构设计 . 错误 !未定义书签。 7.2 受力分析 . 错误 !未定义书签。 7.2.1 XZ平面受力 . 错误 !未定义书签。 7.2.2 YZ平面受力 . 错误 !未定义书签。 7.2.3 弯矩 . 错误 !未定义书签。 nts 7.2.4 合成弯矩计算 .错误 !未定义书签。 7.2.5 扭矩的计算 .错误 !未定义书签。 7.3 轴的强度校核 .错误 !未定义书签。 7.3.1 轴的疲劳强度校核 .错误 !未定义书签。 7.3.2 锯片轴的静强度计算校核 .错误 !未定义书签。 7.3.3 锯片轴的弯曲刚度校核 .错误 !未定义书签。第 8 章轴承、键、联轴器的选择与校核 . 错误 !未定义书签。 8.1 轴承类型的选择 .错误 !未定义书签。 8.2 轴承的校核 .错误 !未定义书签。 8.2.1 轴承寿命的计算 .错误 !未定义书签。 8.2.2 轴承静负荷的计算 .错误 !未定义书签。 8.3 键的选择及强度校核 .错误 !未定义书签。 8.4 联轴器的选择 .错误 !未定义书签。结论 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 错误 !未定义书签。致谢 . 错误 !未定义书签。附录 1 开题报告 . 错误 !未定义书签。附录 2 文献综述 . 错误 !未定义书签。附录 3 外文翻译 . 错误 !未定义书签。 nts附录 2 附录 2 燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称： 1500 热锯机主结构设计学院（系）：机械工程学院年级专业： 06 级轧钢一班学生姓名：刘超指导教师：李学通完成日期： 2010 年 3 月 7 日一、课题国内外现状： nts燕山大学本科生毕业设计（论文）锯切机主要用于钢铁生产部门，主要用来锯切各种复杂断面形状。根据工作方式和结构形式，锯切机械可以分为两类： 1）锯机。用于（停放着的）单根或整根束轧件的切头、切尾或定尺寸长度。锯切常温轧件的锯机称为冷锯机，锯切高温轧件的锯机称为热锯机。 2）飞锯机。用于将运行中的轧件切头、切尾或切成定尺寸长度。飞锯机也可分为冷飞锯机和热飞锯机。早期的热锯机是固定式的，既无横移机构也无送进机构。例如我国某中型轧钢厂的固定式热锯机，其锯片直径为 1500 毫米，产量达 40 万吨年以上，而设备总重最只有 5 吨。所以，固定式热锯机逐渐被移动式执锯机所取代。有关热锯机的研究，已经有了较长久的发展。从基本锯切理论入手，针对不同的锯切对象和使用环境，利用现代设计理论和技术成果，通过对锯片设计、制造和热处理等方面的全面研究，在锯片设计和质量控制等方面取得多项突破，并且锯片的高强度、高刚度、长寿化、不同型钢锯切断面的无（小）毛刺、小变形等等方面形成系列专有技术。锯机的主要机构有三部分：(1)锯片传动机构 (锯切机构 )：常用的方法对两种，电动机直接传动或用确皮带间接传动 (2)锯片送进机构：一般采用被切轧件不动，锯片向轧件进给。 (3)调整定尺的锯机横移机构：一船采用电动机或液压缸短行程 )驱动，使锯机在轨道上沿轧件轴向移动，改变锯机与轧机之间的距离。 1.根据锯片的送进方式，热锯机主要有以下几种类型： (1)摆式热锯机 (图 1)。这种锯占地面积小，但因为是摆动进锯，故锯行程有限，但刚度差、振动大，现在已不再制造。 (2)气功送料固定锯。这种早期的固定锯目前仍有使用，它只有锯切机构，锯片不能送进，借助气功拨爪将轧件拨向锯片实现锯切。 (3)杠杆式热锯机 (图 2)。具有间接传动的锯切机构和杠杆摆动的送进机构 (可手动，也可电动或液动 )。用于锯切小型钢材和取样。 (4)滑座式热锯机 (图 3)。它具有完善的三部分传动系统，即直接传动的锯切机构、齿轮 6、齿条 5 传动的装有锯片 7 的上滑台 4，可沿装于下滑座 3 上的滑动导轨或滚轮向轨道方向移动送进机构和横移机构 (图中未示出 )。该锯与摆式锯、杠杆式锯比较，滑座式锯锯片横向振动小、高效率、nts附录 2 行程大而工艺性能好，并且结构比较完善，得到广泛使用。 (5) 四连杆式热锯机（图 4）是一种比较新式的锯切机，主要由四杆机构、锯片回转机构、驱动机构等组成。它的锯片送进方式是采用四这杆式送进机构进行的，由于送进机构的特点，保证据片基本水平送进，因而有行程大、摩擦小、平稳可靠的优点。 nts燕山大学本科生毕业设计（论文） nts附录 2 2四连杆式热锯机的结构特征：四连杆式热锯机得名于其锯片送进方式是采用了四连杆机构 (见图 4)。锯片是由电动机 8 直接传动的，它们固定在锯架 5 的端部。电动机外面装有水帘降温。锯片轴的轴承采用稀油循环润滑，正轴承座通水冷却。送进机构的电动机 12 装在锯座 10 上，经减速机 2、安全联地器 1 带动曲柄 4 摆动，从面带动锯架 5 前后移动，实现送进运动。合理地选择曲柄和摇杆尺寸，可以保证锯片基水上是水平移功。锯机沿轨道的横移是由横移电动机 13经二级蜗轮蜗杆横移减速机 3 带动行走轮 9 在轨道上滚动实现的。它具有行程大、摩擦小、工作平稳可靠等优点，而且它的设备重量也比滑座式热锯机轻，是一个值得推荐的锯切机类型。 3 四连杆机构的国内外研究现状。（ 1）国内现状：在热锯机四连杆机构的设计和分析中，基本上可以归纳为两种方法 :图解计算法和解析计算法。图解计算法具有简单、明了的特点，当求解的位置较少时，往往可以满足要求，当欲求解的位置比较多时，对机构的每一个位置都要进行图解计算，势必需要很大的工作量，降低了设计工作的效率。六十年代末期以来，随着计算机的运用和普及，使用计算机进行四连杆机构的辅助设计得到了很大的发展。和图解计算法相比，解析法具有求解精确、可靠的特点。近几年图解法也有了一定的发展， 1997 年映峰、屠焕林提出了一种新型简单的平面四连杆机构的运动综合图解方法，并用实例说明如何用这种方法对水平变幅起重机臂架四连杆机构和自动开门机构进行合理化设计。随着计算机技术的迅猛发展，图解法也和计算机相结合发展， 1999 年，广东工业大学的李丽娟等编制了热锯机逆向设计的动画程序，通过 AutoCAD环境下的逆向设计方法，实现了热锯机构的动画辅助设计，该方法比类比法的精度高，能避免图解法和实验修正法带来的人为误差，不需要制做模型，费用低，是较理想的四杆机构设计方法。对四连杆机构的解析法的研究是近年来较为活跃的课题。 1997 年，韩晓娟等建立了热锯机锯轴中心的运动方程，将实际设备的机构尺寸输入计算机进行分析，为改进热锯机连杆机构nts燕山大学本科生毕业设计（论文）的设计，提高切削效率提供了理论依据。 2001 年韩雨、刘源等通过实例，介绍了四连杆式热锯机四杆机构的解析计算法以及机构运行特点，利用解析法建立了机构的运动方程，从而确定机构上预定点轨迹与理想直线轨迹的实际偏差。同年王殿忠、白金兰等提出了四连杆式热锯机平衡重的计算方法。解析法的不断完善为优化设计奠定了坚实的基础。优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，也是一项新的技术，它在工程设计的各个领域得到了广泛的应用。实际应用表明，优化设计不仅为工程设计提供了一种新的科学设计方法，使得在解决复杂设计问题时，能从众多的设计方案中找到尽可能完善的或最合适的设计方案，而且采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量，具有较明显的经济效益和社会效益。随着电子计算机功能的不断扩大，计算机不仅可以用来进行高速运算、逻辑判断，而且可进行人机对话、光笔修改、自动绘图。结合优化方法的不断完善，就一定能实现工程设计的自动化和最优化。热锯机四连杆机构的设计也以解析法为基础，利用计算机强大的功能，向优化设计的方向发展。 1995 年，高满旭以热锯机锯轴中心运动轨迹逼近直线程度最佳为目标，运用解析法对热锯机四连杆机构进行运动学分析，建立了单目标函数的数学模型，采用惩罚函数优化方法，编制程序对实际的进锯机构进行了优化，取得了较理想的效果。 1998年，罗中华利用在高满旭的运动学分析基础上，根据锯切机的工作特点，要求在工作行程阶段锯轴中心运动轨迹在垂直方向波动量尽量小、运动速度尽量均匀，利用加权组合法，建立多目标函数的数学模型，经过实际优化尺寸，效果更为理想。 2005 年，李俊峰对热锯机对进锯机构进行了优化，用 Visual Basic 语言开发出了热锯机进锯机构通用优化分析软件，应用该软件对大型厂热锯机进锯机构行了优化，得到了优化后的理想尺寸，为今后热锯机的改进提供了依据。（ 2）国外研究现状：连杆机构在蒸汽机技术中的应用，推动了对连杆机构特性做全面和科学的分析。布尔梅斯特没有仅局限于分析，而是研究了机构综合的基础理论，布尔梅斯特理论概括了阿尔特的理论，利希腾黑尔特、海因、基佩尔和切尔库奇诺夫等均以此为基础建立并创造了特别适合于实际设计工作的简单的nts附录 2 设计方法。 P.洛泽和 W.洛泽发展了布尔梅斯特理论，他们引入了位置族，得到了由此产生的极曲线，在此基础上建立了一种新的近似综合连杆机构的图解法。由西克尔和阿尔托包列夫开创的用解析法研究布尔梅斯特理论的工作，为后来计算机的应用创造了前提条件，并且可以得到较高的精度。当然，只有借助于图解数据处理，特别是运用迭代程序和图形显示技术，才能较快地得到有关解域的概况。拜尔和盖罗尼姆斯总结了连杆机构综合的几何理论。建立在契比雪夫多边形基础上并已为勃洛赫、列维斯基和许多其他苏联学者所采用的综合方法虽然对某些特殊的设计要求可得到最优解，但这不是通用的方法。美国奥本大学的 Simionescu P.A 和 Beale D.对汽车上的四连杆信号发生器进行了机构综合分析，借助计算机得到要检查的设计尺寸的三维图表，所提供的数值结果为新车导向铰链的设计提供了依据。现在 ,优化方法在机构综合中得到广泛的应用，用计算机进行机构的优化设计是比较通用的方法，也是将来的发展方向。西班牙的 Sin,Francisco 和 Antonio 为了减小设计尺寸，同时达到全局最优的目标，将两种优化方法组合在一起，经过实际检验取得了很好的效果。法国的 Vasiliu,Adrian 和 Yannou 采用神经网络的办法，将机构随机尺寸运动分析产生的大量数据作为训练样本输入计算机，以获得近似的综合结果，克服了优化方法速度慢和依赖初始搜索点的不足。但优化方法也有它的缺点，即对问题不便做定性分析。因此，传统的综合方法仍然继续得到研究发展。四连杆式热锯机，它的设备重量比滑座式热锯机轻。它主要由锯切机构、进锯机构和横移机构三部分组成。它的进锯机构是四连杆机构，通过合理的选择每个杆的尺寸，可以保证锯片基本上是水平移动。曲柄的下端有与它做成一体的扇型平衡重，以平衡可动系统的重量，降低送进电动机的能耗。四连杆式热锯机具有行程大、摩擦小、平稳可靠等优点，使用效果较好，多用于大型或轨梁轧钢车间。从四连杆热锯机的结构上看，最重要的两大机构就是锯切机构和进锯机构，因为这两大机构最复杂，使用最频繁，对锯切棒材的质量影响也最大。在锯切机构中，圆锯片直接与轧件接触，它是最容易磨损的零件，更换也最为频繁，它的好坏直接影响锯切的质量，对锯片的深nts燕山大学本科生毕业设计（论文）入研究就显得至关重要。在四连杆进锯机构中，在规定的锯切行程内，保证锯切精度的关键问题是保证锯轴中心的轨迹为一近似直线，同时要求锯轴中心水平方向的速度尽量均匀，垂直方向的速度波动量尽量小，这就要求四连杆机构的尺寸要尽量合理。因此，如何选择最佳的四连杆机构尺寸来达到更好的锯切精度就成为一个必须研究的课题。本课题研究的主要目的在于，通过对四连杆式热锯机的结构、工艺等进行设计，并结合国内外各种研究成果、专业资料，以期达到加深专业知识的理解、熟悉整体机械设计工序，锻炼自身，从而为走上工作岗位打下基础。二、研究主要成果：四连杆式热锯机的各组成部分得到了有效确定，并已经使四连杆热锯机型号系列化。锯片基本尺寸及参数已经做了相应的专业标准规定。表 1：锯片基本尺寸及参数（参见 ZB40001-85）外径 D 厚度安装孔 d 传动孔齿数 Z 基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差 JS15 基本尺寸极限偏差（ H8）分布圆直径2D 传动孔直径2d 粗齿普通齿中齿细齿 800 3 5 0.24 110 +0.054 0.0 300 20 100 150 200 220 900 4 5(6) 300 +0.081 0.0 400 27 110 176 208 220 1000 120 180 230 320 1200 6(8) 200 210 276 328 0.29 1500 5 8 360 +0.089 0.0 600 220 276 318 350 1800 9(10) 400 38 250 296 378 624 2000 9.5(10) 250 324 nts附录 2 锯切机构的参数及工艺参数的选取，应符合专业标准 JB2094-77（表 2）的规定。表 2：热锯机基本参数（ JB2094-77）锯片直径mmD/ 锯片厚度 mm/ 锯片行程 mmL/ 锯轴高度 mmH/ 最大夹盘直径 1D/mm 被锯切轧件名义直径重磨后最小直径最大高度 mmh/ 最大宽度mmb/ D 为最小直径时 D 为名义直径时 1000 900 6 800 410 500 120 450 470 1200 1080 7 1000 490 570 160 560 600 1500 1350 8 1200 625 750 200 660 740 1800 1620 9 1400 760 900 260 730 880 2000 1800 10 1500 850 900 350 730 1020 三、发展趋势：随着锯切机能力的提高，必须相应提高锯切机的生产能力。主要措施有：（ 1）提高锯切速度，进给速度为 30mm/s，返回速度为 300mm/s。（ 2）倍尺锯切，实现长达 30m 的倍尺切断。（ 3）增加新的锯切机。（ 4）锯切机布置成二列式。（ 5）采用长尺冷却长尺矫直的生产方式，这样就改热锯机为冷锯机。（ 6）在新车间，从轧制长度的自动测定到定尺给定，成品配尺寸均采用电子计算机控制。最近的倾向是：（ 1）轧材从开坯机轧出后把前后舌端切断。在万能式轧机上，为防止生成的轧件卷入轧辊的事故，增调舌部切断热锯。（ 2）与缩短轧机更换辊的时间相对应，快速更换锯片，提高作业率。（ 3）为了不使热锯机的负荷过重和短尺轧件的切断和提高成品尺寸精度，最近有设置冷锯机的倾向。四、存在问题：当前热锯机主要存在问题有：工作噪声大、故障率高，锯片强度低、寿命短，且锯切质量不易满足，生产率不能满足工厂生产要求

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